基于地表沉陷控制的巨厚松散层下深部条带开采优化研究

以某煤矿巨厚松散层下深部开采为研究背景,为了得到条带开采的最佳设计方法,利用数值模拟,结合现场实测资料,对条带开采的采出率和条带尺寸进行研究。利用条带开采作为巨厚松散层下深部开采地表沉陷的控制方法,必须保证留设煤柱在高地应力的条件下有足够强度,同时保证采出条带宽度不致使厚松散层发生大的压缩变形,加大地表沉陷剧烈程度。模拟结果表明,控制煤炭采出率为50%,条带宽度为80 m时的地表沉陷控制效果最佳,开采最为经济合理。研究结果可为巨厚松散层下深部条带开采方案的设计提供参考依据。     

厚松散层大采深下采煤地表移动规律研究

为研究淮南矿区巨厚松散层大采深下采煤地表移动规律,对松散层厚400 m、采深500 m的某矿11118工作面地表沉陷实测数据进行了分析,得出了厚松散层大采深下采煤地表移动静态、动态规律和地表移动参数.结果表明:淮南矿区厚松散层大采深下采煤地表下沉曲线具有走向、倾向的双向对称特征;走向边界角、上、下山边界角很小且三者相等为35°;地表移动盆地边界收敛缓慢,出现长距离缓慢下沉带,建筑物受损轻微;采空区上方地表下沉集中且地表移动变形值大,建筑物损坏严重;同等开采条件下,厚松散层下单工作面采煤地表采动程度较一般开采条件下高,易接近或达到充分采动状态.     

大采深厚松散层薄基岩条采地表移动特征研究

大采深、厚松散层、薄基岩条件下条带开采对地表建(构)筑物的影响,较之一般覆岩条件下条带开采引起的对地表移动变形影响要大。根据山东济北片区覆岩结构特点、煤层埋藏特点以及地面建筑结构分布特点,采用数值模拟研究、概率积分法预计方法、力学分析、现场观测等手段,针对深埋煤层厚松散层薄基岩这一条件下的条带开采引起的地表移动变形规律进行研究,并得出相应结论。也为诸多类似条件下条带开采地表沉陷研究工作提供指导。     

深部宽条带协调开采技术及工程应用

常规的条带开采方法能够有效地控制地表的移动变形,保护地面建筑物,但是其采出率较低,极大的浪费了煤炭资源,减小了矿井的服务年限。为了解决这一矛盾,利用大采深条件下地表移动变形值较小的特点,基于临界变形值原则,提出利用宽条带协调开采的方法来提高煤炭的采出率,解放深部建筑物下压煤。该方法利用条带开采和多工作面联合开采的优点,减少了地面静态变形对建筑物的影响,实现了在低潜水位深部矿区建筑物下的不迁村开采。     

厚松散层下矸石充填开采地表移动规律研究

为分析厚松散层下矸石充填开采地表移动规律,采用FLAC3D数值模拟软件,利用正交均匀设计试验校正室内岩样力学参数,分别建立不同松散层厚度条件下矸石充填开采数值计算模型.通过对相同基岩层厚度、不同松散层厚度条件下与相同采深、不同松散层厚度条件下矸石充填开采地表移动规律的研究得出:①在相同基岩层厚度的条件下,随着松散层厚度的增大,矸石充填开采地表最大下沉量、最大水平移动以及主要影响角正切均增大;②厚松散层下充填开采地表下沉系数随松散层厚度与采深之比呈线性递增;③采深是厚松散层下矸石充填开采地表移动范围的主要影响因素,而松散层厚度对地表移动范围的影响较小.     

建筑物下大采深坚硬顶板煤层条带开采技术

针对开滦林西煤矿井田东部地面建筑物下大量压煤的现状,进行了建筑物下大采深(九东、十东)坚硬顶板煤层条带开采技术研究.为提高采出率,利用煤层采深大、非充分采动、顶板坚硬的特点,确定了合理的采留宽度,并对条带留设煤柱进行了二次开采.通过改变回采工艺和有序协调开采,对坚硬顶板实行浅孔强制放顶,达到了地表变形小,地面建筑物不损坏、不搬迁、不维修以及工作面安全开采的目的.     

极不充分条带开采对地表变形控制的效果分析

为减少地下开采引起的地表变形,有效保护地表建(构)筑物和生态环境,以具有大采深、厚煤层、厚松散层、超软上覆岩层的特殊地质条件的林南仓煤矿为例,对比分析了地表变形控制技术方法,针对覆岩离层注浆等技术难以实施的问题,展开了基于极不充分采动理论的地表变形控制方法研究。极不充分采动程度是指上覆控制岩层破断之前的开采具有引起地表下沉量较小的特征,首先分析了极不充分开采技术的适用条件,即采深大于500 m;然后构建了多个相对独立的极不充分条带工作面,在地表形成了统一、连续的下沉盆地,且在盆地平底区域,相邻工作面引起的正倾斜和负倾斜、压缩变形和拉伸变形相互抵消一部分,从而达到减弱地表变形的效果。在该矿东二小采区开展了现场实践,布设了多个极不充分条带开采工作面。研究表明:该技术能有效控制地表变形,地表下沉率仅为0.17,损害等级控制在Ⅰ级之内,对地表建(构)筑物和生态环境起到了良好的保护作用,对于类似地质条件下矿井安全生产具有一定的参考价值。     

城子河矿建筑物下压煤优化设计与工程实践

针对城子河矿区域埋深大、地表采动影响较小的特点,在工作面设计上按上层煤全采和下层煤条带开采布置,并以条带开采时空控制技术为基础,利用跳采减少地表移动与变形,使采出煤量最大化并提高煤炭采出率。通过3年多的实践表明,推荐方案实施后,地表移动与变形值均处于地表水平变形Ⅱ级范围内,全部房屋安全使用,并取得了良好的经济效益。     

城区密集建筑群及复杂地质条件下条带式开采的实践

根据村庄下条带开采的经验 ,对城区密集建筑物下条带开采进行研究 ,合理确定采留比和宽深比 ,并对大断层两翼条带布置方式进行了合理确定 ,预计地表主体建筑物的移动与变形 ,对因采动影响引起断层活化造成的影响进行预计 ,采用协调开采方法予以消除 ,从而实现城区密集建筑物下的安全开采     

单一煤层连续开采地表移动规律研究

为获得开滦钱家营矿厚松散层大采深条件下地表移动变形预计参数,在十采区工作面上方建立地表移动观测站,先后开采了2075西和2076西工作面,采用理论分析和数值模拟等相结合的方式,研究单一煤层连续开采情况下的地表移动变形特征。